如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面是以B为直角顶点的等腰直角三角形,AC=2,BB1=3,D为A1C1的中点,F在线段AA1上,(Ⅰ)AF为何值时,CF⊥平面B1DF?(Ⅱ)设AF=1,求平面

题目简介

如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面是以B为直角顶点的等腰直角三角形,AC=2,BB1=3,D为A1C1的中点,F在线段AA1上,(Ⅰ)AF为何值时,CF⊥平面B1DF?(Ⅱ)设AF=1,求平面

题目详情

如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面是以B为直角顶点的等腰直角三角形,AC=2,BB1=3,D为A1C1的中点,F在线段AA1上,
(Ⅰ)AF为何值时,CF⊥平面B1DF?
(Ⅱ)设AF=1,求平面B1CF与平面ABC所成的锐二面角的余弦值。
题型:解答题难度:中档来源:江苏模拟题

答案

解:(Ⅰ)因为直三棱柱ABC-A1B1C1中,
BB1⊥面ABC,∠ABC=
以B点为原点,BA,BC,BB1分别为x,y,z轴
建立如图所示空间直角坐标系,
因为AC=2,∠ABC=90°,所以
从而

所以
设AF=x,则


所以
要使CF⊥平面B1DF,只需CF⊥B1F,
,得x=1或x=2,
故当AF=1或2时,CF⊥平面B1DF。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知平面ABC的法向量为
设平面B1CF的法向量为n=(x,y,z),
则由,得
令z=1得
所以平面B1CF与平面ABC所成的锐二面角的余弦值

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